专利名称：一种热脱埚器及使用方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，特别是采用VB技术(垂直Bridgman技术)或 VGF(垂直梯度凝固)技术生长具有挥发性组元的单晶时，并使用包覆剂的情况下，将坩埚 与晶体分离的方法。
背景技术：
在使用昂贵的氮化硼坩埚生长晶体时，为保证坩埚的重复利用，延长坩埚使用寿 命，需采用特殊的脱埚方法，来保护晶体和坩埚在分离过程中不受损伤。在专利CN 100387759C中，通过热脱埚和超声甲醇冷脱埚相结合的手段进行晶体 和氮化硼坩埚的分离，在此专利中虽然采取了加热的方法让氏03包覆剂在重力作用下熔化 流出，但由于未采用相应的保护支撑器件，当坩埚与晶体之间的B2O3粘结力小于晶体的重 力时，晶体可能连带化03从氮化硼坩埚上剥落，从而对坩埚和晶体均造成损伤；另外，晶体 在与坩埚分离的过程中，在没有支撑保护的情况下，籽晶很容易被折断，留在籽晶腔内，延 长了脱埚时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种热脱埚器及其使用方法，使用本专利的热脱埚器晶体不 会在包覆剂融化后期从氮化硼坩埚剥落，从而有效的保证氮化硼坩埚的完整性；籽晶从坩 埚底部顺利脱出，不会折断而留在坩埚内。为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案这种热脱埚器，它包括位于中心的石墨底托，呈圆柱形，柱横截面积为晶体横截 面的1/2 2/3，圆柱下部有螺纹，可依据晶体的位置上下转动；在石墨柱外围，有多根细长 的石墨棒，长度等于坩埚等径部分的长，以石墨圆柱中心为圆心对称排列，多根细长的石墨 棒所在的圆的直径大于坩埚直径，以起到固定和保护坩埚的作用；脱埚器内壁有一层耐高 温的高纯石英布，用以盛放从埚内流出的包覆剂，待包覆剂冷却后一并从脱舟器内取出；在 脱舟器周围设计夹持孔以方便取放。本发明的优点是使用本热脱埚器，可保护坩埚和晶体在热脱埚的过程中不受损 伤，并将包覆剂方便的取出。
图1待脱埚的晶体2脱埚器结构示意3脱埚器俯视1中，6为氮化硼坩埚，7为单晶，8为包覆层，1为一石墨底托，2为石墨棒，3为 石英布，4为夹持孔，5为石墨底盘。
具体实施例方式如图2所示，中心为一石墨底托1呈柱形，石墨托1横截面积为晶体横截面的 1/2 2/3，圆柱下部有km-6cm长的螺纹，用以调整石墨柱的高度，使石墨柱与晶体上部分 的包覆剂相接触；石墨底托1外围有6根细长的石墨棒2，其长度等于坩埚等径部分的长， 以石墨底托中心为圆心对称排列，6根细长的石墨柱内侧所形成圆的直径应略大于坩埚直 径，使坩埚和晶体较容易放入与取出；在脱埚器内壁有一层耐高温的高纯石英布3，熔化后 的包覆剂均流到石英布上，冷却后一并取出，避免污染炉膛。通过加热，首先使籽晶腔内的包覆剂完全熔化，接着热场往下移动，使包覆剂逐渐 由上至下发生熔化，由于下面有石墨圆柱作支撑，故晶体不会在包覆剂融化后期从氮化硼 坩埚剥落，从而有效的保证氮化硼坩埚的完整性；随着温度的升高，温场的继续下移，晶体 与石墨圆柱之间的包覆剂逐渐熔化，晶体逐渐落到石墨圆柱上，从而保证了晶体连带籽晶 完好的从氮化硼坩埚分离，保证了晶体与坩埚完整性。熔化后的包覆剂流到石英布上，待冷 却后，将坩埚、晶体逐次取出，最后将包覆剂和石英布一并从脱埚器内移除。操作方法以常见的化03作为包覆剂为例，其操作步骤如下(1)晶体随炉冷却后，将晶体 和坩埚从生长炉中取出；(2)将坩埚和晶体倒置，放入脱埚器中，一并放入炉内，抽真空至 0. Ipa左右，开始加热；(3)首先从熔化籽晶腔内的化03开始，继续升高温度，并控制热场从 籽晶位置逐渐下移，直至与石墨圆柱相接触处的化03完全熔化，恒温2小时，待化03完全流 出；(4)在重力作用下，由于晶体顶部的化03完全熔化流出，在重力作用下，晶体将下移一段 距离与石墨底托接触，完成晶体和氮化硼坩埚分离的过程，降温至室温，将坩埚、晶体、包覆 剂依次取出。
权利要求
1.一种热脱埚器，其特征在于，它包括位于中心的石墨底托，呈圆柱形，柱横截面积 为晶体横截面的1/2 2/3，圆柱下部有螺纹，在石墨柱外围，有多根细长的石墨棒，长度等 于坩埚等径部分的长，以石墨圆柱中心为圆心对称排列，多根细长的石墨棒所在的圆的直 径大于坩埚直径，在脱埚器内壁有一层耐高温的高纯石英布。
2.根据权利要求1所述的一种热脱埚器，其特征在于，所述的圆柱下部有如m--6cm长 的螺纹。
3.—种权利要求1所述脱埚器的使用方法其特征在于它包括以下步骤(1)待晶体随炉冷却后，将晶体和坩埚一并取出；(2)将坩埚和晶体倒置，放入脱埚器中，一并放入炉内，抽真空至0.lpa-lpa，开始加 热。(3)首先熔化籽晶腔内的化03，接着通过提高温度将热场从籽晶位置逐渐下移，直至与 石墨圆柱相接触处的氏03完全熔化，恒温2小时，待化03完全流出；(4)、在重力作用下，由于晶体顶部的化03完全熔化流出，在重力作用下，晶体将下移一 段距离与石墨圆柱接触，从而有效地实现晶体和氮化硼坩埚的分离，降温至室温，将坩埚和 晶体依次取出。
全文摘要
一种热脱埚器及使用方法，它包括位于中心的石墨底托，呈圆柱形，柱横截面积为晶体横截面的1/2～2/3，圆柱下部有螺纹，在石墨柱外围，有多根细长的石墨棒，长度等于坩埚等径部分的长，以石墨圆柱中心为圆心对称排列，多根细长的石墨棒所在的圆的直径大于坩埚直径，在脱埚器内壁有一层耐高温的高纯石英布。本热脱埚器的优点是，可保护坩埚和晶体在热脱埚的过程中不受损伤，并将包覆剂方便的取出，且操作方便。
文档编号C30B9/00GK102108558SQ20091026004
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者丁国强, 屠海令, 张峰燚, 杨海, 苏小平, 黎建明 申请人:北京国晶辉红外光学科技有限公司, 北京有色金属研究总院